KR102339847B1 - 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코로나 바이러스에 항균기능을 갖는 코팅제에 있어서, 상기 코팅제는 코팅되는 면에 접착력을 발휘하는 접착제;와 상기 접착제의 접착력에 의해 상기 코팅되는 면에 부착되어 코로나 바이러스에 대해 항균기능을 갖는 코로나 항균물질;을 포함하여 이루어 지는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법에 관한 것이다.

Description

바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법{Method for producing antibacterial virus coating composition}
본 발명은 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코팅제를 다양한 부위에 도포하여 코팅함으로써 바이러스를 사멸시킬 수 있는 코팅제 조성물에 관한 것이다.
현대 사회에서, 각종 물품은 많은 사람들에 의해 매일 그리고 자주 취급되고 있다. 이러한 물품들의 사용자들은 다소 심각한 전염병 및 세계적 유행병을 발병시키기 쉬운 바이러스를 옮길 수 있으며, 이러한 방식으로 그들이 접촉하는 물품을 쉽게 오염시킬 수 있다. 이러한 물품이 한 명 이상의 다른 사용자들에게 연속적으로 취급되는 경우, 이는 결국 첫 번째 사용자에 의해 옮겨진 바이러스를 다른 사람들에게 퍼트리는 중요한 수단이 된다. 특히, 코로나 바이러스와 같은 호흡기질환은 지금까지 감염자 중 상당수는 직접 접촉으로 감염됐지만, 세균, 먼지를 통하거나 오염된 물건과의 접촉을 통해서도 감염될 수 있는 것으로 확인되는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 각종 항균성 물질을 사물, 물품 등에 도포하여 바이러스의 2차 감염을 예방하고 있다. 일례로, 고추 냉이는 알릴 이소티오시아네이트(allyl isothiocyanate)라는 항균성 물질을 함유하고 있으며, 대한민국 공개 특허 제10-2005-0055644호에 따르면 증류 추출 공정을 이용하여 고추 냉이로부터 고농도의 항균성 물질을 추출하는 방법을 개시하고 있다.
구체적으로, 증류 추출법을 사용하여 고추냉이로부터 항균성 성분인 알릴 이소티오시아네이트(allyl isothiocyanate)를 포함하는 정유 성분(essencial oil component)을 추출하는 방법에 관한 것이다. 증류수, 오일욕(oil bath) 및 농축기를 사용하여 전처리된 고추냉이 원료 내에 존재하는 정유 성분을 추출하여 항균성 성분인 알릴 이소티오시아네이트 등을 추출할 수 있다고 개시하고 있으나, 종래의 기술에 따라 제조되는 항균성 물질의 제조 방법에 따르면, 항균 물질을 도포 하였을 때, 동시다발적으로 반응하여 시간이 경과함에 따라 항균 성능이 저하되므로, 충분한 항균 성능을 나타낼 수 없다는 한계가 있다.
본 발명은 바이러스 보다 긴 시간동안 일정한 항균성능을 유지할 수 있도록 함으로써, 우수한 바이러스 제거성능을 갖는 항균 코팅제 조성물을 제공할 수 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 코로나 바이러스에 항균기능을 갖는 코팅제에 있어서, 상기 코팅제는 코팅되는 면에 접착력을 발휘하는 접착제;와 상기 접착제의 접착력에 의해 상기 코팅되는 면에 부착되어 코로나 바이러스에 대해 항균기능을 갖는 코로나 항균물질;을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 접착제는 변성실란실리케이트 합성물 100중량부를 기준으로, 가수분해 실란화합물 5 내지 30중량부; 수분산 폴리우레탄 분산제 50 내지 150중량부; 아크릴 에멀젼 수지 10 내지 30중량부; 및 용제 5 내지 120중량부;를 포함하는 무기질 원액이다.
또한, 상기 코로나 항균물질은 액체로서 마이크로 캡슐의 내부에 저장된 상태로 구성되며 상기 무기질 원액 100중량부를 기준으로 상기 코로나 항균물질은 20 내지 50중량부를 갖도록 혼합시킨다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질은 액체로 존재하며 상기 액체는 계피성분이 포함된다. 상기의 제1실시예에 있어서 상기 액체는 물 100중량부에 말린 계피나무를 10 내지 20 중량부을 넣어 가열하되 상기 물이 섭씨 70 내지 90도가 되도록 하여 가열하며 가열시간은 물이 반으로 줄때까지 가열한 후 상기 계피나무를 제거하여 얻은 액체이다.
본 발명의제2 실시예에 따르면, 상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질은 액체로 존재하며 상기 액체는 고추냉이성분이 포함된다. 상기의 제2실시예에 있어서 상기 액체는 고추 냉이를 건조하여 분말가루화하고, 물 100중량부에 상기 고추냉이 분말가루를 10 내지 20 중량부을 넣어 가열하되 상기 물이 섭씨 70 내지 90도가 되도록 하여 가열하며 가열시간은 물이 반으로 줄때까지 가열하여 얻은 액체이다.
본 발명은 상기 마이크로 캡슐의 직경을 변화시켜 상기 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되는 속도를 제어하여 코로나 바이러스에 대해 항균기능을 일정기간 지속적으로 진행되도록 한다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 마이크로 캡슐의 외경이 작은 제1군집과 상기 외경이 중간인 제2군집과 상기 외경이 큰 제3군집이 각각 소정 비율로 배치되어 상기 마이크로 캡슐의 직경의 차이에 내부의 액체가 리크되는 시간을 각기 다르게 제어함으로써 최소 1년에서 최대 5년까지 코로나 바이러스에 대한 항균기능을 갖도록 한다.
또한, 상기 제1군집은 외경이 3±3 μm 이고, 상기 제2군집의 외경이 9±3 μm 이며, 상기 제3군집의 외경이 15±3 μm인이고, 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집의 믹싱비율은 부피로 계산하였을 때 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집 이 동일 비율로 믹싱된다.
또한, 상기 마이크로 캡슐의 외경이 15 ~ 18μm 인 것은 6개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 12 ~ 15μm 인 것은 1년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 9 ~ 12μm 인 것은 1~2년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 6 ~ 9μm 인 것은 2~3년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 3 ~ 6μm 인 것은 3~4년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 0.5 ~ 3μm 인 것은 4 ~ 5년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어한다.
이상에서 기술한 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물에 믹싱되는 마이크로 캡슐을 제조하는 제조방법에 있어서, 상기 마이크로 캡슐의 내부에 위치하는 코어재료인 항균물질을 저장하여 제공하는 코어제공부;와, 상기 코어를 둘러싸는 막재인 외피재료를 저장하여 제공하는 외피제공부;와, 상기 코어제공부와 상기 외피제공부에서 재료를 제공하는 제공라인과 연결되며, 상기 외피제공부에서 이송된 상기 외피재료가 상기 코어제공부에서 이송된 상기 코어재료를 감싸는 형태의 마이크로 캡슐을 배출하도록 구성된 마이크로 노즐부;와, 상기 마이크로 캡슐의 외피재료가 응고하도록 하기 위해 응고액체가 담긴 캡슐 경화탱크;와, 상기 캡슐 경화탱크에서 경화된 마이크로 캡슐을 세척하는 세척조;와, 상기 세척조에서 세척한 마이크로 캡슐을 건조하는 건조로;를 통해 제조한다.
또한, 상기 코어제공부는 코어실린더와 상기 코어실린더의 내부에 위치한 코어피스톤와, 상기 코어피스톤의 일측에 결합된 코어로드와 상기 코어로드를 가이드 하는 코어가이드으로 구성되며, 상기 코어로드를 일정속도로 이송시키는 코어이송수단이 구비되어 상기 코어실린더 내에 담겨진 코어재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.
상기 코어 이송수단은 코어로드의 외부면에 구비된 코어로드 나사부와, 상기 코어로드에 접하도록 배치된 코어피니언과, 상기 코어피니언의 외주면에 형성되어 상기 코어로드 나사부에 맞물리도록 형성된 코어피니언 나사부 및 상기 코어피니언와 축연결되는 코어모터로 구성된다. 따라서, 코어모터의 회전에 의해 상기 코어피니언이 회전하고 상기 코어피니언의 회전에 의해 상기 코어로드의 이동속도를 제어하여 상기 코어실린더 내부에 위치한 코어재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.
또한, 상기 외피제공부는 외피실린더와, 상기 외피실린더의 내부에 위치한 외피피스톤와, 상기 외피피스톤의 일측에 결합된 외피로드와, 상기 외피로드를 가이드 하는 외피가이드으로 구성되며 상기 외피로드를 일정속도로 이송시키는 외피이송수단이 더 구비되어 상기 외피실린더 내에 담겨진 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 외피 이송수단은 상기 외피로드의 외부면에 구비된 외피로드 나사부와, 상기 외피로드에 접하도록 배치된 외피피니언과, 상기 외피피니언의 외주면에 형성되어 상기 외피로드 나사부에 맞물리도록 형성된 외피피니언 나사부 및 상기 외피피니언와 축연결되는 외피모터로 구성된다. 기술한 구조에 따르면, 상기 외피모터의 회전에 의해 상기 외피피니언이 회전하고 상기 외피피니언의 회전에 의해 상기 외피로드의 이동속도를 제어하여 상기 외피실린더 내부에 위치한 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.
또한, 상기 코어재료를 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 코어재료 공급로가 구비되고, 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 외피재료 공급로가 구비되어, 상기 코어재료와 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부로 공급한다.
또한, 상기 코어제공부와 상기 마이크로 노즐부 사이에는 상기 코어재료를 이송시키는 코어재료 공급로가 구비되고, 상기 외피제공부와 상기 마이크로 노즐부 사이에는 상기 외피재료를 이송시키는 외피재료 공급로가 구비된다.
또한, 상기 마이크로 노즐부는 내부에 상기 코어재료가 투입되는 내부통부와, 상기 내부통부의 외부면을 감싸면서 공간부가 형성된 외부통부가 구비되고, 상기 내부통부의 하부에서 상기 내부통부와 연통되면서 단면적이 상기 내부통부보다 작은 내부노즐과, 상기 외부통부의 하부에서 상기 외부통부와 연통되면서 상기 내부노즐의 외부면의 둘레를 감싸면서 공간부가 형성된 외부노즐이 구비된다.
또한, 상기 내부노즐의 끝단은 상기 외부노즐의 끝단보다 안쪽에 위치하여, 상기 내부노즐의 끝단에서 상기 외부노즐의 끝단까지의 거리를 L 이라 하고, 상기 내부노즐의 직경을 D 라 할 때 L > D 관계가 되도록 형성된다.
나아가 상기 마이크로노즐부는 상기 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정크기로 분리되어 마이크로 캡슐이 제조되도록 하는 분리수단을 구비한다.
또한, 상기 분리수단은 상기 마이크로 노즐부의 상면에 장착되어 상기 마이크로 노즐부를 상하로 진동시키는 초음파 진동부가 구비되며, 상기 초음파진동부의 상하진동에 의해 상기 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정 크기의 마이크로 캡슐이 형성된다.
또한, 상기 마이크로 캡슐은 코어재료로 형성된 코어와 외피재료로 형성된 외피으로 형성되되 상기 코어의 직경을 D1이라 하고, 상기 외피의 직경을 D2 라고 할 때, 상기 D1과 D2의 관계는 D1=K*D2 이다.
또한, 상기 K는 1.2 내지 7이며, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 코어재료 공급로에서의 이송속도를 V1 이라하고, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 외피재료 공급로에서의 공급속도를 V2라고 할 때, 상기 V1과 V2를 제어하여 상기 K 값을 결정한다.
이때, 상기 V2을 일정한 속도로 놓고 V1의 속도를 조절하여 외피두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V1을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V1을 느리게 제어한다.
또는, 상기 V1을 일정한 속도로 놓고 V2의 속도를 조절하여 외피두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V2을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V2을 느리게 제어한다.
또한, 상기 외피재료는 멜라민 수지(melamine resin), 우레탄 수지(urethane resin), 건식 실리카(fumed silica), 젤라틴, 폴리포스테이트, 다당류의 혼합물, 알지네이트, 키토산, 펙틴, 녹말, 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸세룰로오스,하이드록시에, 틸셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 식물성단백질, 동물성단백질, 아가, 알부민, 잔탄, 겔란검 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하는 재질이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 마이크로 캡슐의 크기를 조절하여 제조함으로써, 마이크로 캡슐 내부 코로나 항균물질의 반응속도를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 크기의 코로나바이러스 항균물질을 함유한 마이크로캡슐을 용이하고 신속하게 생산할 수 있고, 도포 시점 이후로부터 마이크로캡슐이 반응하여 외피재료 내부의 코어재료인 항균물질이 시간차를 두고 리크(누출)되어 항균 성능이 일정하게 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물이 코팅면에 도포된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물의 마이크로캡슐 사이즈 분포상태가 나타난 전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 마이크로 캡슐의 단면 형상을 도시한 것이다.
도 7내지 도 9는 본 발명의 제조방법으로 제조된 바이러스 향균 코팅제 조성물의 마이크로 캡슐 사이즈 분포표이다.
도 10은 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물의 바이러스 사멸성적서이다.
도11은 본발명의 항균 코팅제 조성물을 적용하여 셀모넬라균과 장구균(VRE균)의 살균능력을 보여주는 테스트리포트이다.
도12는 본 발명의 항균 코팅제 조성물을 적용하여 곰팡이 균주의 배양여부를확인한 시험성적서이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물이 코팅면에 도포된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 코로나 바이러스에 항균기능을 갖는 코팅제에 있어서, 상기 코팅제는 코팅되는 면에 접착력을 발휘하는 접착제(100)와 상기 접착제의 접착력에 의해 상기 코팅되는 면에 부착되어 코로나 바이러스에 대해 항균기능을 갖는 코로나 항균물질(500)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 접착제는 변성실란실리케이트 합성물 100중량부를 기준으로, 가수분해 실란화합물 5 내지 30중량부; 수분산 폴리우레탄 분산제 50 내지 150중량부; 아크릴 에멀젼 수지 10 내지 30중량부; 및 용제 5 내지 120중량부;를 포함하는 무기질 원액이다.
또한, 상기 코로나 항균물질(500)은 액체로서 마이크로 캡슐(200)의 내부에 저장된 상태로 구성되며 상기 무기질 원액 100중량부를 기준으로 상기 코로나 항균물질(500)은 20 내지 50중량부를 갖도록 혼합시킨다.
또한, 본 발명은 상기 마이크로 캡슐(200)의 직경을 변화시켜 상기 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되는 속도를 제어하여 코로나 바이러스에 대해 항균기능을 일정기간 지속적으로 진행되도록 한다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 마이크로 캡슐(200)의 외경이 작은 제1군집과 상기 외경이 중간인 제2군집과 상기 외경이 큰 제3군집이 각각 소정 비율로 배치되어 상기 마이크로 캡슐(200)의 직경의 차이에 내부의 액체가 리크되는 시간을 각기 다르게 제어함으로써 최소 1년에서 최대 5년까지 코로나 바이러스에 대한 항균기능을 갖도록 한다.
도 2는 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물의 마이크로캡슐 사이즈 분포상태가 나타난 전자현미경 사진이다.
도 2를 참조하면, 1내지 20μm의 외경을 갖는 마이크로 캡슐이 다양하게 믹싱된 바이러스 항균 코팅제 조성물의 전자현미경 사진으로써, 마이크로 캡슐의 외경이 1 내지 20μm에서 다양하게 분포하고 있음을 확인할 수 있다.
상기 제1군집은 외경이 3±3 μm 이고, 상기 제2군집의 외경이 9±3 μm 이며, 상기 제3군집의 외경이 15±3 μm인이고, 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집의 믹싱비율은 부피로 계산하였을 때 상기 제1군집과 상기 제2군집과 상기 제3군집 이 동일 비율로 믹싱된다.
상세히 설명하면, 상기 마이크로캡슐(200)의 외경이 작게 형성되면, 상기 내부의 액체가 리크되는 양이 감소하므로, 우수한 항균효과를 위해서는 상기 제1,2,3 군집에 속하는 각각의 마이크로캡슐은 동일한 부피로 믹싱되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마이크로 캡슐(200)의 외경이 15 ~ 18μm 인 것은 6개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 12 ~ 15μm 인 것은 1년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 9 ~ 12μm 인 것은 1~2년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 6 ~ 9μm 인 것은 2~3년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 3 ~ 6μm 인 것은 3~4년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 0.5 ~ 3μm 인 것은 4~5년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐(200)로부터 리크되도록 막두께를 제어한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질의 제조방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질은 액체로 존재하며 상기 액체는 계피성분이 포함된다. 상기의 제1실시예에 있어서 상기 액체는 물 100중량부에 말린 계피나무를 10 내지 20 중량부을 넣어 가열하되 상기 물이 섭씨 70 내지 90도가 되도록 하여 가열하며 가열시간은 물이 반으로 줄때까지 가열한 후 상기 계피나무를 제거하여 얻은 액체이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질의 제조방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의제2 실시예에 따르면, 상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질(500)은 액체로 존재하며 상기 액체는 고추냉이성분이 포함된다. 상기의 제2실시예에 있어서 상기 액체는 고추 냉이를 건조하여 분말가루화하고, 물 100중량부에 싱기 고추냉이 분말가루를 10 내지 20 중량부을 넣어 가열하되 상기 물이 섭씨 70 내지 90도가 되도록 하여 가열하며 가열시간은 물이 반으로 줄때까지 가열하여 얻은 액체이다.
도 5는 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면 상기에서 기술한 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물에 믹싱되는 마이크로 캡슐(200)을 제조하는 제조방법에 있어서, 상기 마이크로 캡슐(200)의 내부에 위치하는 코어재료인 항균물질을 저장하여 제공하는 코어제공부(1100);와, 상기 코어를 둘러싸는 막재인 외피재료를 저장하여 제공하는 외피제공부(1200);와, 상기 코어제공부(1100)와 상기 외피제공부(1200)에서 재료를 제공하는 제공라인과 연결되며, 상기 외피제공부(1200)에서 이송된 상기 외피재료가 상기 코어제공부(1100)에서 이송된 상기 코어재료를 감싸는 형태의 마이크로 캡슐(200)을 배출하도록 구성된 마이크로 노즐부(1300);와, 상기 마이크로 캡슐(200)의 외피재료가 응고하도록 하기 위해 응고액체가 담긴 캡슐 경화 탱크(1500);와, 상기 캡슐 경화 탱크(1500)에서 경화된 마이크로 캡슐(200)을 세척하는 세척조(1600);와, 상기 세척조(1600)에서 세척한 마이크로 캡슐(200)을 건조하는 건조로(1650);를 통해 제조한다.
또한, 상기 코어제공부(1100)는 코어실린더(1110)와 상기 코어실린더(1110)의 내부에 위치한 코어피스톤(1120)와, 상기 코어피스톤(1120)의 일측에 결합된 코어로드(1130)와 상기 코어로드(1130)를 가이드 하는 코어가이드(1150)으로 구성되며, 상기 코어로드(1130)를 일정속도로 이송시키는 코어이송수단이 구비되어 상기 코어실린더(1110) 내에 담겨진 코어재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.
상기 코어 이송수단은 코어로드(1130)의 외부면에 구비된 코어로드 나사부(1131)와, 상기 코어로드(1130)에 접하도록 배치된 코어피니언(1140)과, 상기 코어피니언의 외주면에 형성되어 상기 코어로드 나사부(1131)에 맞물리도록 형성된 코어피니언 나사부(1141) 및 상기 코어피니언와 축연결되는 코어모터(1160)로 구성된다. 따라서, 코어모터의 회전에 의해 상기 코어피니언(1140)이 회전하고 상기 코어피니언의 회전에 의해 상기 코어로드(1130)의 이동속도를 제어하여 상기 코어실린더(1110) 내부에 위치한 코어재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.
또한, 상기 외피제공부(1200)는 외피실린더(1210)와, 상기 외피실린더(1210)의 내부에 위치한 외피피스톤(1220)와, 상기 외피피스톤(1220)의 일측에 결합된 외피로드(1230)와, 상기 외피로드(1230)를 가이드 하는 외피 가이드(1250)으로 구성되며 상기 외피로드(1230)를 일정속도로 이송시키는 외피이송수단이 더 구비되어 상기 외피실린더(1210) 내에 담겨진 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 외피 이송수단은 상기 외피로드(1230)의 외부면에 구비된 외피로드 나사부(1231)와, 상기 외피로드에 접하도록 배치된 외피 피니언(1240)과, 상기 외피 피니언(1240)의 외주면에 형성되어 상기 외피로드 나사부(1231)에 맞물리도록 형성된 외피피니언 나사부(1241) 및 상기 외피 피니언(1240)와 축연결되는 외피 모터(1260)로 구성된다. 기술한 구조에 따르면, 상기 외피 모터(1260)의 회전에 의해 상기 외피 피니언(1240)이 회전하고 상기 외피 피니언(1240)의 회전에 의해 상기 외피로드(1230)의 이동속도를 제어하여 상기 외피실린더(1210) 내부에 위치한 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.
또한, 상기 코어재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 이송시키는 코어재료 공급로(1170)가 구비되고, 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 이송시키는 외피 재료 공급로(1270)가 구비되어, 상기 코어재료와 상기 외피재료를 상기 마이크로 노즐부(1300)로 공급한다.
또한, 상기 코어제공부(1100)와 상기 마이크로 노즐부(1300) 사이에는 상기 코어재료를 이송시키는 코어재료 공급로(1170)가 구비되고, 상기 외피제공부(1200)와 상기 마이크로 노즐부(1300) 사이에는 상기 외피재료를 이송시키는 외피 재료 공급로(1270)가 구비된다.
또한, 상기 마이크로 노즐부(1300)는 내부에 상기 코어재료가 투입되는 내부통부(1310)와, 상기 내부통부(1310)의 외부면을 감싸면서 공간부가 형성된 외부통부(1330)가 구비되고, 상기 내부통부(1310)의 하부에서 상기 내부통부(1310)와 연통되면서 단면적이 상기 내부통부(1310)보다 작은 내부노즐(1320)과, 상기 외부통부(1330)의 하부에서 상기 외부통부(1330)와 연통되면서 상기 내부노즐(1320)의 외부면의 둘레를 감싸면서 공간부가 형성된 외부 노즐(1340)이 구비된다.
또한, 상기 내부노즐의 끝단(1321)은 상기 외부 노즐의 끝단(1341)보다 안쪽에 위치하여, 상기 내부노즐의 끝단(1321)에서 상기 외부 노즐의 끝단(1341)까지의 거리를 L 이라 하고, 상기 내부노즐(1320)의 직경을 D 라 할 때 L > D 관계가 되도록 형성된다.
나아가 상기 마이크로노즐부(1300)는 상기 내부노즐(1320)을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정크기로 분리되어 마이크로 캡슐(200)이 제조되도록 하는 분리수단(1400)을 구비한다.
또한, 상기 분리수단(1400)은 상기 마이크로 노즐부(1300)의 상면에 장착되어 상기 마이크로 노즐부(1300)를 상하로 진동시키는 초음파 진동부(1410)가 구비되며, 상기 초음파 진동부(1410)의 상하진동에 의해 상기 내부노즐(1320)을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 일정 크기의 마이크로 캡슐(200)이 형성된다.
도 6은 본 발명의 마이크로 캡슐의 단면 형상을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 마이크로 캡슐(200)은 코어(1910)재료로 형성된 코어(1910)와 외피(1920)재료로 형성된 외피(1920)으로 형성되되 상기 코어(1910)의 직경을 D1이라 하고, 상기 외피(1920)의 직경을 D2 라고 할 때, 상기 D1과 D2의 관계는 D1=K*D2 이다.
또한, 상기 K는 1.2 내지 7이며, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 코어(1910)재료 공급로에서의 이송속도를 V1 이라하고, 상기 마이크로 노즐부로 이송시키는 외피(1920)재료 공급로에서의 공급속도를 V2라고 할 때, 상기 V1과 V2를 제어하여 상기 K 값을 결정한다.
이때, 상기 V2을 일정한 속도로 놓고 V1의 속도를 조절하여 외피(1920)두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V1을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V1을 느리게 제어한다.
또는, 상기 V1을 일정한 속도로 놓고 V2의 속도를 조절하여 외피(1920)두께 t를 제어하되 여기서 t= (D2-D1)/2이며, t를 작게 하기 위해서는 V2을 빠르게 하고, t를 두껍게 하기 위해서는 V2을 느리게 제어한다.
또한, 상기 외피(1920)재료는 멜라민 수지(melamine resin), 우레탄 수지(urethane resin), 건식 실리카(fumed silica), 젤라틴, 폴리포스테이트, 다당류의 혼합물, 알지네이트, 키토산, 펙틴, 녹말, 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸세룰로오스,하이드록시에, 틸셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 식물성단백질, 동물성단백질, 아가, 알부민, 잔탄, 겔란검 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하는 재질이다.
도 7내지 도 9는 본 발명의 제조방법으로 제조된 바이러스 향균 코팅제 조성물의 마이크로 캡슐 사이즈 분포표이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기에서 기술한 본 발명의 제조방법으로 제조되는 바이러스 항균 코팅제 조성물은, 마이크로 캡슐 사이즈의 분포를 용이하게 제어하여 제조할 수 있음을 알 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제조방법으로 제작한 마이크로 켑슐 사이즈(3±3 μm) 사이즈 분포를 보면, 1~6 μm 가 약 80%정도 분포함을 확인할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제조방법으로 제작한 마이크로 켑슐 사이즈(8±3 μm) 사이즈 분포를 보면, 5~11 μm 가 약 65%정도 분포함을 확인할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제조방법으로 제작한 마이크로 켑슐 사이즈(15±3 μm) 사이즈 분포를 보면, 12~18 μm 가 약 60%정도 분포함을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 바이러스 항균 코팅제 조성물의 바이러스 사멸성적서이다.
도 10은 COVID-19을 일으키는 바이러스인 SARS-CoV-2의 사멸 성적서로써, 본 발명에서 제공한 제품으로 코팅한 시편을 제공하였고 해당시편에 코비드 바이러스를 부착시켜 생존율을 확인한결과 24시간 후에는 92%의 바이러스가 사멸되는 효능을 보이고 있어 본 발명의 코팅제를 통해 사멸됨을 확인하였다.
본 발명에서 시험할 때 사용한 코팅제 조성물은 처리시간을 단축하기 위해 10시간 ~ 15 시간내에 마이크로캡슐 내부의 액체가 리크도록 제조하여 실험한 것이다. 이에 따라 90분까지는 아무런 변화가 없다가 24시간 내에는 거의 모두 사멸한 것으로 나타나고 있다.
이상에서 기술한 바에 따르면 COVID-19을 일으키는 바이러스인 SARS-CoV-2를 본 발명의 제품인 코팅제를 필요한 부위(손잡이, 엘리베이터의 층 누름부, 번호키 등)에 다양하게 분사시켜 코팅함으로써 바이러스로 인한 2차 감염을 예방할 수 있는 효과가 있다.
도11은 또 다른 항균테스트를 한 결과를 보여준 것으로써, 본 발명의 항균 코팅제 조성물을 적용하여 셀모넬라균과 장구균(VRE균)의 살균능력을 보여주는 테스트리포트이다.
도11의 테스트 시험방법은 ISO22196을 준용하였으며, 테스트 결과는 살모넬라균에 대해서는 결과치가 4.7로 99.999%의 사멸효과가 있는 것으로 확인되었고 장구균(VRE균)은 결과치가 3.3으로 99.9%의 사멸효과가 있는것으로 확인되어 본발명의 조성물은 코비드 바이러스뿐만 아니라, 살모넬라균 및 장구균에 대해서도 살균효과가 우수함을 확인할 수 있다.
도12는 본 발명의 항균 코팅제 조성물을 적용하여 곰팡이 균주의 배양여부를확인한 시험성적서이다. 테스트 결과 본 발명의 항균코팅제 조성물을 적용한 경우 곰팡이균주가 증식되지 못함을 확인하였다. 이에 따라 본 발명의 조성물은 곰팜이균주의 증식 억제에도 효과가 우수함을 확인할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 접착제 200 : 마이크로 캡슐
500 : 코로나 항균물질 1100 : 코어제공부
1110 : 코어실린더 1120 : 코어피스톤
1130 : 코어로드 1131 : 코어로드 나사부
1140 : 코어피니언 1141 : 코어피니언나사부
1150 : 코어가이드 1160 : 코어모터
1170 : 코어재료 공급로 1200 : 외피제공부
1210 : 외피실린더 1220 : 외피피스톤
1230 : 외피로드 1231 : 외피로드 나사부
1240 : 외피피니언 1241 : 외피피니언 나사부
1250 : 외피가이드 1260 : 외피모터
1270 : 외피재료 공급로 1300 : 노즐부
1310 : 내부통부 1320 : 내부노즐
1321 : 내부노즐의 끝단 1330 : 외부통부
1340 : 외부노즐 1341 : 외부노즐의 끝단
1400 : 분리수단 1410 : 초음파 진동부
1500 : 캡슐 경화탱크 1600 : 세척조
1650 : 건조로 1910 : 코어
1920 : 외피

Claims (16)

  1. 코로나 바이러스에 항균기능을 갖는 코팅제에 있어서,
    상기 코팅제는 코팅되는 면에 접착력을 발휘하는 접착제;와
    상기 접착제의 접착력에 의해 상기 코팅되는 면에 부착되어 코로나 바이러스에 대해 항균기능을 갖는 코로나 항균물질;을 포함하여 이루어지며,
    상기 접착제는 변성실란실리케이트 합성물 100중량부를 기준으로,
    가수분해 실란화합물 5 내지 30중량부; 수분산 폴리우레탄 분산제 50 내지 150중량부; 아크릴 에멀젼 수지 10 내지 30중량부; 및 용제 5 내지 120중량부;를 포함하고,
    상기 코로나 항균물질은 마이크로 캡슐의 내부에 저장된 상태로 구성되며
    상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질은 액체로서 계피성분이 포함되도록 함으로써
    상기 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 하여 코로나 바이러스에 대해 항균기능 갖도록 하고
    상기 마이크로 캡슐은 외경이 작은 제1군집과 외경이 중간인 제2군집과 외경이 큰 제3군집으로 형성되며,
    이때 상기 제1군집은 외경은 3±3μm 이고, 상기 제2군집의 외경은 9±3μm 이며, 상기 제3군집의 외경은 15±3μm인 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  2. 코로나 바이러스에 항균기능을 갖는 코팅제에 있어서,
    상기 코팅제는 코팅되는 면에 접착력을 발휘하는 접착제;와
    상기 접착제의 접착력에 의해 상기 코팅되는 면에 부착되어 코로나 바이러스에 대해 항균기능을 갖는 코로나 항균물질;을 포함하여 이루어지며,
    상기 접착제는 변성실란실리케이트 합성물 100중량부를 기준으로,
    가수분해 실란화합물 5 내지 30중량부; 수분산 폴리우레탄 분산제 50 내지 150중량부; 아크릴 에멀젼 수지 10 내지 30중량부; 및 용제 5 내지 120중량부;를 포함하고,
    상기 코로나 항균물질은 마이크로 캡슐의 내부에 저장된 상태로 구성되며
    상기 마이크로 캡슐내부에 저장된 코로나 항균물질은 액체로서 고추냉이성분이 포함되도록 함으로써
    상기 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 하여 코로나 바이러스에 대해 항균기능 갖도록 하고
    상기 마이크로 캡슐은 외경이 작은 제1군집과 외경이 중간인 제2군집과 외경이 큰 제3군집으로 형성되며,
    이때 상기 제1군집은 외경은 3±3μm 이고, 상기 제2군집의 외경은 9±3μm 이며, 상기 제3군집의 외경은 15±3μm인 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서
    상기 코로나 항균물질은 무기질 원액 100중량부를 기준으로 상기 코로나 항균물질은 20 내지 50중량부를 갖도록 혼합시키는 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서
    상기 액체는 물 100중량부에 말린 계피나무를 10 내지 20 중량부을 넣어 가열하되 상기 물이 섭씨 70 내지 90도가 되도록 하여 가열하며 가열시간은 물이 반으로 줄때까지 가열한 후 상기 계피나무를 제거하여 얻은 액체인 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서
    상기 액체는 고추 냉이를 건조하여 분말가루화하고, 물 100중량부에 상기 고추냉이 분말가루를 10 내지 20 중량부을 넣어 가열하되 상기 물이 섭씨 70 내지 90도가 되도록 하여 가열하며 가열시간은 물이 반으로 줄때까지 가열하여 얻은 액체인 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제3항에 있어서
    상기 마이크로 캡슐의 외경이 15 ~ 18μm 인 것은 6개월내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 12 ~ 15μm 인 것은 1년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 9 ~ 12μm 인 것은 1~2년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 6 ~ 9μm 인 것은 2~3년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하고, 외경이 3 ~ 6μm 인 것은 3~4년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하며, 외경이 0.5 ~ 3μm 인 것은 4~5년내에 항균물질이 상기 마이크로 캡슐로부터 리크되도록 막두께를 제어하는 것은 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  12. 제11항에 있어서
    상기 마이크로 캡슐의 제조는
    상기 마이크로 캡슐의 내부에 위치하는 코어재료인 항균물질을 저장하여 제공하는 코어제공부;와,
    상기 코어를 둘러싸는 막재인 외피재료를 저장하여 제공하는 외피제공부;와,
    상기 코어제공부와 상기 외피제공부에서 재료를 제공하는 제공라인과 연결되며, 상기 외피제공부에서 이송된 상기 외피재료가 상기 코어제공부에서 이송된 상기 코어재료를 감싸는 형태의 마이크로 캡슐을 배출하도록 구성된 마이크로 노즐부;와,
    상기 마이크로 캡슐의 외피재료가 응고하도록 하기 위해 응고액체가 담긴 캡슐 경화탱크;와,
    상기 캡슐 경화탱크에서 경화된 마이크로 캡슐을 세척하는 세척조;와,
    상기 세척조에서 세척한 마이크로 캡슐을 건조하는 건조로;를 통해 제조하는 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  13. 제12항에 있어서
    상기 마이크로 노즐부는 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태에서 마이크로캡슐이 제조되도록 하는 분리수단을 구비한 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.
  14. 제13항에 있어서
    상기 분리수단은 상기 마이크로 노즐부의 상면에 장착되어 상기 마이크로 노즐부를 상하로 진동시키는 초음파 진동부가 구비되며, 상기 초음파진동부의 상하진동에 의해 상기 내부노즐을 통과한 코어재료가 상기 외피재료에 감싸진 상태로 마이크로 캡슐이 형성되는 것을 특징으로 하는 바이러스 항균 코팅제 조성물 제조방법.


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